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Louis-Étienne-François Héricart-Ferrand de Thury, Christophe-Joseph-Alexandre Mathieu de Dombasle

Mémoire sur la charrue

Le rapport de la présence ou de l'absence de l'avant-train

Publié par Good Press, 2022

goodpress@okpublishing.info

EAN 4064066336370

Table des matières

§ I er . Examen des effets qui résultent de la présence ou de l’absence de l’avant-train de la charrue.

§ II. Du degré d’importance des améliorations dans la construction de la charrue.

§ III. De l’introduction de nouveaux instrumens d’agriculture dans une exploitation rurale.

RAPPORTS

PREMIER RAPPORT.

DEUXIÈME RAPPORT

§ I^er. Examen des effets qui résultent de la présence ou de l’absence de l’avant-train de la charrue.

Table des matières

LA Société royale et centrale d’Agriculture, en proposant un prix à celui qui lui présenterait la meilleure charrue, a demandé à chaque concurrent un mémoire sur la théorie de cet instrument. C’était assez dire que ce qui avait été écrit jusqu’à cette époque sur ce sujet ne lui paraissait pas satisfaisant; cependant, si on considère le point où sont parvenus de nos jours les arts mécaniques et industriels, est-il croyable qu’il reste quelque chose à dire sur un sujet semblable? Les machines les plus complexes sont tous les jours soumises au calcul le plus rigoureux. Dans la machine à vapeur; dans les nombreuses mécaniques qui servent maintenant à la filature et au tissage; dans les machines hydrauliques les plus compliquées, il n’y a pas une des innombrables pièces qui les composent, dont l’action ne soit connue avec précision: les leviers, les frottemens, les décompositions de force, l’action du moteur et la résistance, tout est analysé, calculé ; et les hommes éclairés attendent encore une théorie de la charrue, de cet instrument antique, si simple en apparence, et qu’on rencontre à chaque pas à l’entrée de nos villes, comme dans nos campagnes les plus reculées.

La science, comme la mode, aurait-elle aussi ses caprices? ou plutôt ne pourrait-on pas lui adresser le reproche d’une espèce de prédilection pour les nouvelles et brillantes découvertes, et d’une sorte de dédain pour ce qui n’est qu’utile, pour ce qui semble avili à ses yeux par un usage trop commun? Un grand nombre d’observations viendraient prêter leur appui à un reproche semblable.

Depuis plusieurs siècles, nos ancêtres savaient extraire des graines céréales des boissons fermentées et spiritueuses. La chimie, qui a tout exploré dans ces temps modernes, a daigné à peine jeter un regard sur les procédés de cette branche d’industrie, dont la tradition s’est conservée dans une grande partie de l’Europe, et dans lesquelles elle aurait rencontré non-seulement des améliorations à apporter, mais aussi des observations bien intéressantes sous le rapport de la science. Les points les plus importans des procédés de cette fabrication sont encore à éclaircir; par-tout ces procédés sont abandonnés à la routine la plus aveugle. D’un autre côté, nous avons vu, dans un petit nombre d’années, naître et arriver à sa perfection l’art de former de toutes pièces l’alun, le sel ammoniac; ici, comme dans tant de branches d’industrie nouvellement créées, la marche du praticien est assurée, parce que la théorie ne lui laisse rien à désirer.

Une substance nouvelle est récemment signalée aux chimistes; en quelques mois l’iode est connu, apprécié, classé : son rang dans la chaîne des êtres naturels, ses combinaisons avec les autres substances, tout est déterminé avec précision. Plus récemment encore, de nouvelles combinaisons de l’oxigène viennent étonner la science elle-même, et ouvrent à l’activité des découvertes un champ dont l’œil le plus perçant ne peut encore entrevoir les limites. Les applau dissemens des hommes instruits accompagnent le savant ingénieux qui a ouvert cette carrière. Quelque vaste qu’elle soit, elle sera bientôt parcourue.....; mais le pain que nous mangeons est-il analysé ? Savons-nous quelle espèce d’altération les principes constituans du froment ont subie dans sa préparation?

Qu’on nous apporte de l’autre hémisphère un minéral nouveau: toutes les ressources de la science seront bientôt employées à l’analyser, sa composition la plus intime sera dévoilée à l’instant; s’il contient quelque substance encore inconnue, elle n’échappera pas à la sagacité de nos savans. Mais nous savons encore très-peu de chose sur les diverses espèces de combinaisons que les terres forment entre elles et avec l’humus, dans le sol de nos champs; cependant ces combinaisons et le mode d’aggrégation qui en résulte, influent probablement plus sur leur fertilité et sur leurs propriétés, sous le rapport de l’agriculture, que la nature même des terres qui les composent.

Nous connaissons les modifications que subissent, dans les fourneaux de nos laboratoires, presque tous les corps de la nature; mais nous ne savons presque rien sur celles qu’éprouvent, dans le foyer de nos cuisines, les substances alimentaires les plus simples. La pomme de terre cuite ne contient plus de fécule: que contient-elle? A-t-on même cherché à le connaître?

Si la charrue était une invention de nos jours, il est très - probable qu’elle serait beaucoup mieux connue qu’elle ne l’est: on l’aurait jugée digne d’entrer dans le domaine de la science; quelque habile mécanicien s’en serait emparé, et la théorie ne manquerait pas pour déterminer l’action de chacune de ses parties et la forme la plus convenable à leur donner.

Ce n’est pas qu’on n’ait beaucoup dit sur la charrue dans ces derniers temps, et même qu’on n’ait dit de fort bonnes choses. On a décrit un grand nombre de ces instrumens, on a comparé leurs effets; mais, presque toujours, comme l’a très-bien senti la Société royale d’Agriculture, on a négligé la théorie, qui était cependant lo point essentiel pour rendre ces observations utiles et applicables. On a néanmoins aussi quelquefois cherché à établir cette théorie; on a posé des principes, on en a déduit des conséquences: ces principes ont été répétés, avec trop peu d’examen peut-être, par des hommes très-éclairés. Au reste, il ne m’appartient pas de dire que, dans ce qui a été écrit sur ce sujet, il s’est glissé de graves erreurs; j’exposerai mon opinion, en l’appuyant sur des principes de mécanique que je crois incontestables; ensuite je l’abandonnerai au jugement des hommes instruits, de ceux-là, mêmes qui pourraient avoir admis jusqu’ici quelques données différentes de celles que je crois devoir établir, bien sûr de rencontrer chez eux cette impartialité qui caractérise l’homme qui ne cherche que la vérité.

Mais, moi-même, ne me serais-je pas trompé dans l’application de quelque principe? Si cela était, je m’applaudirais encore d’avoir provoqué une discussion dont le résultat certain doit être la découverte de la vérité ; en effet, le caractère particulier des applications des sciences exactes est que l’erreur ne peut subsister lorsque des hommes instruits examinent attentivement la question. J’ai cherché à analyser tous les effets qui peuvent être produits par la charrue, et à les rattacher à quelques propositions de dynamique déterminées, dont l’examen, ainsi que celui des applications que j’en ai faites, seront faciles pour tout homme qui possède quelques connaissances dans ces matières; c’était le moyen de rendre la découverte de l’erreur plus facile, s’il m’est arrivé d’en commettre.

Une des questions les plus importantes qu’on, puisse agiter, relativement à la charrue, est celle qui se rapporte aux avantages et aux inconvéniens que peut présenter l’avant-train. Dans les pays où l’on fait usage de la charrue simple ou sans roues, on en vante beaucoup les avantages; dans les lieux au contraire où l’on n’emploie que la charrue à avant-train, on croit généralement que cette partie est, sinon nécessaire, au moins très-utile à la marche de la charrue: je n’ai pas besoin de dire que ces diverses opinions sont de peu de poids, toutes les fois qu’elles ne sont pas fondées sur un examen comparatif suffisant.

J’habite une province où, en général, on n’avait jusqu’ici aucune idée de la charrue simple; les cultivateurs, si on en excepte un très-petit nombre qui avaient vu des charrues de cette espèce dans d’autres pays, y regardaient l’avant-train comme une partie inséparable de la charrue. J’ai étudié avec beaucoup d’attention l’action de celle qui y est en usage, et j’ai eu lieu d’observer que plusieurs charrons la construis sent avec autant de perfection qu’on peut en espérer d’un instrument de ce genre; j’ai aussi observé et étudié plusieurs autres des meilleures charrues composées qui soient connues: comme d’un autre côté je fais usage exclusivement, depuis deux ans, de charrues simples que j’ai fait construire d’après les règles qui m’ont paru déduites des meilleurs principes sur cette matière, et que je crois avoir amenées au point de perfection dont elles sont susceptibles, je pourrais facilement résoudre par l’expérience la question de la supériorité de l’une sur l’autre de ces espèces de charrues; mais je crois devoir, pour répondre au vœu manifesté par la Société royale d’Agriculture, établir théoriquement, et d’après des principes de mécanique incontestables, les différences que peut présenter, principalement sous le rapport de la force nécessaire au tirage, la même charrue, selon qu’elle est pourvue ou dépourvue d’avant-train.

Les détails dans lesquels je serai forcé d’entrer seront un peu longs; car on s’apercevra bientôt que le plan que je me suis tracé me conduit nécessairement à examiner toutes les parties essentielles de la charrue, à étudier leur mode d’action, et à rechercher les principes d’après lesquels on doit déterminer leur forme la plus convenable. D’ailleurs, si on trouve quelque justesse dans les points de vue sous lesquels j’envisagerai l’action de cet instrument, je ne crois pas avoir besoin d’apologie, pour la longueur et la sécheresse des détails, auprès des juges auxquels ce mémoire est adressé, qui ont assez fait connaître l’importance qu’ils attachent à tout ce qui peut tendre à perfectionner cet instrument.

Il est nécessaire de présenter d’abord quelques observations sur la forme du corps de la charrue, et sur le mécanisme au moyen duquel il détache, soulève et renverse la bande de terre sur laquelle il exerce son action.

On a souvent comparé l’action du corps de la charrue dans la terre, à celle d’un coin; on s’en fera, je crois, une idée plus précise, en imaginant sa forme dérivée de celle de deux coins accolés ou plutôt confondus ensemble à leur base, qui leur est commune. L’un que j’appellerai le coin antérieur, parce que son tranchant se trouve placé un peu en avant de celui de l’autre, a une de ses faces horizontale: c’est le plan qui est formé par la semelle ou la face inférieure du soc et du sep, ainsi que par le bord inférieur du versoir, qui touchent le fond du sillon. Le tranchant du coin, qui est horizontal et dans le même plan, est représenté par la partie tranchante du soc: au lieu d’être placé dans une position perpendiculaire à la ligne de direction de la charrue, il reçoit toujours une position plus ou moins oblique à cette direction, mais sans sortir du plan horizontal. Cette obliquité a pour but de lui donner plus de facilité à vaincre les obstacles qu’il rencontre, mais elle ne change rien à la nature du coin. La face supérieure de ce premier coin, qui, par sa position, ne peut que soulever la bande de terre de bas en haut, est représentée en partie par la surface supérieure du soc.

L’autre coin, que j’appelle le coin postérieur, est placé à angle droit sur le premier; il a une de ses faces verticale, c’est celle qui, dans les charrues ordinaires, forme la face gauche du corps de la charrue, celle qui glisse contre l’ancien guéret. Le tranchant de ce second coin se trouve placé dans un plan vertical, à la gorge de la charrue; ce second coin, par sa position, ne peut agir que latéralement, en écartant la bande de terre de gauche à droite. La partie postérieure du versoir forme l’extrémité de sa face droite, dans son plus grand écartement de sa face gauche.

Le coin antérieur exerce son action le premier; son tranchant détache la bande de terre, et sa face supérieure commence à la soulever; mais ce coin n’agit isolément que dans ce seul instant, c’est-à-dire près de son tranchant. Dès ce moment, l’action combinée des deux coins commence, la bande de terre est graduellement soulevée par le coin antérieur, et poussée vers la droite par le coin postérieur, jusqu’à ce qu’elle soit placée verticalement; c’est-à-dire que ses deux faces, qui étaient d’abord horizontales, soient amenées dans une position verticale; dans ce dernier instant, le coin postérieur agit seul, et son action se prolonge encore un peu vers le haut, afin d’amener la bande de terre dans une position telle, que son propre poids suffise pour la renverser à droite.

Dans les charrues les plus parfaites, on a lié, ou plutôt on a remplacé par une surface courbe plus ou moins régulière, la face supérieure du coin antérieur et la face droite du coin postérieur, afin d’amener insensiblement et avec le moins de résistance possible, la bande de terre de l’extrémité antérieure de l’un, à l’extrémité postérieure de l’autre. La surface courbe qui remplirait le mieux cette indication, serait celle qu’on pourrait considérer comme engendrée par le mouvement d’une ligne droite qui, placée d’abord horizontalement sur le tranchant du coin antérieur, et se confondant avec ce tranchant, supposé pour un moment dans une position perpendiculaire à la ligne de direction de la charrue, glisserait en arrière, en s’élevant graduellement, seulement par une de ses extrémités, jusqu’à ce que, devenant verticale, elle se confonde avec la partie postérieure de la face droite du second coin, et qui même, dans la dernière partie de sa course, dépasserait un peu la verticale, afin de déterminer le renversement de la bande de terre. Par ce moyen, ce sera la même face de la bande ou du prisme de terre, qui s’est d’abord trouvée soumise horizontalement à l’action du coin antérieur, qui recevra dans une position verticale l’action de l’extrémité postérieure du second coin. Chaque point de cette face du prisme aura décrit un arc de 90° et un peu plus autour d’un centre pris dans la ligne qui forme une des arrêtes du prisme. Cette partie de la charrue sera d’autant plus parfaite, qu’elle se rapprochera davantage de la forme que je viens d’indiquer.

Les personnes qui ont étudié avec quelque attention la forme du corps de la charrue, et l’action qu’il exerce dans le labourage, admettront, je n’en doute pas, la décomposition de cette partie de l’instrument en deux coins, comme je viens de l’établir. En effet, si le corps de la charrue n’était formé que d’un coin à tranchant horizontal, celui que j’ai appelé le coin antérieur, il détacherait la bande de terre, la souleverait verticalement, et la laisserait derrière lui retomber à la même place et dans la même position qu’elle occupait auparavant. Si, au contraire, il n’était formé que du coin postérieur, dont les deux faces sont verticales, il écarterait la bande de terre de côté, en la déplaçant seulement, sans la soulever ni la retourner en aucune manière: dans les deux cas, il n’y aurait pas de labour proprement dit. Il est évident que le corps de la charrue doit participer de ces deux modes d’action, et en effet en examinant le corps d’une charrue quelconque, on y découvre facilement les élémens de ces deux coins.

En considérant de cette manière le corps de la charrue, je vais cherchera déterminer à quel point on doit placer le centre de la résistance qu’il éprouve dans son action.

Le coin, en général, peut agir de deux manières, qu’il est nécessaire de distinguer. L’axe de mouvement du coin peut partager en deux parties égales l’angle formé par le coin: c’est là le cas le plus ordinaire. Prenons pour exemple le ciseau à deux biseaux, ou fermoir des menuisiers; pour faire abstraction de l’effet de l’élasticité ou de la roideur des fibres du bois, supposons que ce ciseau est employé à diviser en deux parties à-peu-près égales une masse de matière dénuée d’élasticité, comme un morceau de savon, ou d’argile presque sèche. (Fig. 1^re.)

Il est évident que, dans ce cas, la ligne de la résistance se trouvera dans l’axe même du ciseau, et passera par le tranchant même du coin: ce sera la ligne a b.

Le second cas est celui où la ligne de mouvement du coin se trouve parallèle à une de ses faces, comme, par exemple, dans le ciseau à un seul biseau, ou dans le bec-d’âne des menuisiers. (Fig. 2^e.) Cette espèce de coin ne peut être employée que lorsqu’il s’agit de séparer d’une masse solide une tranche mince, sur une de ses faces; il est clair qu’alors la résistance ne se fait pas également sur les deux faces du coin, et que la ligne de résistance sera, dans le plan de la face du coin, parallèle à la ligne de mouvement, en passant toujours par le tranchant du coin. Ce sera la ligne a b. (Fig. 2^e.)

Dans l’action du coin en général, il est indifférent que la puissance soit appliquée à la base du coin, par percussion ou par pression, ou au tranchant, par une force de traction; mais dans tous les cas, pour qu’elle produise le plus grand effet possible, il est nécessaire qu’elle soit appliquée dans la direction de la ligne de résistance.

Les deux coins qui composent le corps de la charrue sont de la dernière des deux espèces dont j’ai parlé : ainsi, la ligne de résistance du coin antérieur sera une ligne droite placée au fond du sillon, dans le milieu de sa largeur, et parallèle à sa direction; celle du coin postérieur sera une ligne droite placée sur la face gauche du corps de la charrue, à moitié de la profondeur du sillon et parallèle à sa direction. Si on imagine un plan passant par ces deux lignes parallèles entre elles, la résultante des deux lignes de résistance se trouvera dans ce plan et à égale distance des deux lignes; le point où cette résultante rencontre la surface supérieure du soc ou celle du versoir, sera le point que nous devons considérer comme celui où est accumulée la résistance que le corps de la charrue éprouve dans son action. Cette détermination est parfaitement conforme à celle qu’on peut déduire de l’expérience, dans la charrue simple, d’après un principe dont je parlerai plus bas.

Il est donc évident que, pour que la force motrice fût employée dans la charrue de la manière la plus utile possible à vaincre la résistance, il faudrait qu’elle agît, soit en avant en tirant, soit en arrière en poussant, mais, dans l’un et l’autre cas, dans le prolongement de la ligne de résistance, qui se trouve sous la surface du sol, et parallèle à cette surface: il faudrait donc que le moteur se trouvât aussi sous la surface du sol, à la même profondeur que la ligne de résistance. D’après la nature du moteur qu’on emploie pour faire agir la charrue, non-seulement il ne peut pas se placer dans le prolongement de la ligne de résistance, mais il se trouve même à une assez grande hauteur au dessus du niveau da sol; il en résulte un tirage oblique, qui donne lieu à une décomposition de la force motrice, et par conséquent à une perte considérable sur cette force. Le point du tirage se trouvant placé au-dessus du sol, on est forcé , pour maintenir le corps de la charrue à une profondeur déterminée dans la terre, de lui donner, ordinairement par une légère courbure de la pointe du soc, ce que les laboureurs appellent de l’entrure, c’est-à-dire une tendance vers le bas, capable de contre-balancer la tendance vers le haut que lui donne la direction de la ligne de tirage.

Le corps de la charrue se trouve placé ainsi dans une position semblable à celle d’un bateau tiré sur un canal par des chevaux qui longent le rivage. On est forcé de donner au bateau, par le moyen du gouvernail, une tendance vers la rive opposée, suffisante pour contre-balancer la tendance vers la rive où marchent les chevaux, qui lui est imprimée par la puissance. L’obliquité du tirage donne lieu à une décomposition de la force motrice, dont l’effet est bien connu des bateliers. L’analogie est parfaite ici entre la position du bateau et celle de la charrue: dans l’un comme dans l’autre cas, la direction des animaux moteurs est parallèle à la ligne de résistance ou à la ligne de direction du mobile, et le tirage se faisant par une ligne oblique entre ces parallèles, donne lieu à une déperdition de la force motrice, qui est proportionnelle à l’ouverture de l’angle que ces lignes forment entre elles.

On Dent conclure de là que plus est basse la partie du corps des animaux par laquelle ils exercent le tirage, moins il y a de perte de force, puisque l’angle que forme la ligne du tirage avec l’horizon devient moins ouvert. Sous ce rapport, le tirage des petits chevaux se fait avec plus d’avantage que celui des grands; le tirage des bœufs par le joug est plus avantageux que celui des chevaux; et cet avantage est peut-être suffisant pour balancer leur infériorité de force. Je n’insiste pas sur ces remarques, dans lesquelles je ne considère la chose que sous un seul point de vue.

La cause de décomposition de force que je viens d’indiquer est inévitable dans la charrue, parce qu’elle résulte de la nature des choses; elle est commune aux charrues simples et aux charrues à avant - train, avec quelques modifications qu’il est important de considérer. Mais, avant d’entrer en matière sur ce sujet, il me semble nécessaire d’établir d’abord quelques propositions de dynamique d’une telle simplicité et d’une telle évidence, qu’elles auront, je pense, plutôt besoin d’explication que de démonstration.

1°. Dans une machine quelconque, lorsque le mouvement se transmet de la puissance à la résistance par l’intermédiaire d’un corps inflexible, la transmission du mouvement se fait dans une ligne droite, tirée du point d’application de la puissance à celui de la résistance, quelle que soit d’ailleurs la forme du corps inflexible. Par exemple, soit le corps inflexible d’une forme arbitraire a e h b (fig. 3^e.); la puissance étant supposée appliquée au point a dans la direction a c, et la résistance au point b agissant dans la direction b d, la puissance exercera la même action, et imprimera au mobile le même mouvement que si elle était transmise par l’intermédiaire d’un corps solide dans lequel se trouverait la ligne droite a b, et comme si la puissance était appliquée directement au point de la résistance b.

2°. Si, outre le corps inflexible interposé entre la puissance et la résistance, on suppose un corps flexible: par exemple, si la résistance étant toujours en b (fig. 3e.), nous supposons la puissance appliquée à l’extrémité c d’une corde c a, les trois points, savoir: le point de la résistance, celui de la puissance, et le point où la corde est fixée au corps inflexible; que j’appelle le point d’attache, c’est-à-dire les trois points b c a tendront toujours à se placer dans une même ligne droite. Lorsqu’ils y seront arrivés, la puissance agira comme si elle était appliquée immédiatement à la résistance, ou comme si le point d’attache a de la corde c a se trouvait au point de la résistance b.

3°. Si l’action de la puissance ne s’exerce pas dans la direction de la résistance, il en résultera une décomposition, et par conséquent une perte dans la force motrice. Supposons, par exemple (fig. 4^e.), que la résistance pincée au point b agit dans la direction b d, le b ne pouvant se mouvoir que dans la direction bf, si la puissance placée au point c agit dans la direction a c ou b c, il y aura au point b une décomposition de force proportionnelle à l’ouverture de l’angle f b c, mais entièrement indépendante de la forme du corps inflexible a e h b, la puissance agissant en c comme si elle était appliquée au point de la résistance b, mais dans la direction b c.

4° En supposant toujours la résistance au point b (fig. 4^e.), qui ne peut se mouvoir que selon la ligne b f, si nous supposons la puissance appliquée au point g dans la direction a g, formant avec b f ou une de ses parallèles un angle, plus aigu que l’angle, f b c, les trois points g a b tendront toujours, selon la seconde proposition, à se placer dans une même ligne droite g b; mais si par la disposition de la machine, le point a ne peut venir prendre cette position, et si dans, son mouvement il ne peut prendre que la direction a i, parallèle à d f, il y aura à ce point a une nouvelle décomposition de force; une partie de la puissance g sera employée à produire au point a une pression selon a k. Dans cette disposition de la machine, il y aura donc une double décomposition de force: l’une au point b, qui est sollicitée selon la direction b, a, mais qui ne peut se mouvoir que selon b f; et l’autre au point a, où une partie de la puissance exerce une pression selon a k.